專利名稱：帶報警的智能限電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能限電器，尤其是指一種帶報警的智能限電器。
背景技術(shù)：
長期以來，許多學(xué)校的學(xué)生在宿舍違章使用大功率電器，常常因用電不慎引發(fā)火 災(zāi)而導(dǎo)致不幸死亡事件屢次發(fā)生，讓所有人痛心疾首，也再一次給學(xué)校宿舍用電管理提出 了更高的要求，長期地對高耗能危險用電器的沒收、罰款、處分，都沒有從根本上改變一個 學(xué)校宿舍管理惡性循環(huán)的怪圈。事后的深刻道歉，高額賠償已對于逝去的生命無有意義；為 杜絕了此類事故的發(fā)生，市場上出樣了各種各樣的限電器，利用該限電器偵測到違章用電 時，直接切斷電源，以保障安全用電，然后傳統(tǒng)的限電器功能單一，不具有人性化處理模式， 在使用方面帶來不便，并且整個限電器電路均采用電子元器件加予實現(xiàn)，使得限電器體積 較大，不利于市場推廣。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在之缺失，主要目的在于提供一種體積小、使 用方便且?guī)缶δ艿闹悄芟揠娖鳌?為實現(xiàn)上述之目的，本實用新型采取如下技術(shù)方案 —種帶報警的智能限電器，包括一電流取樣及轉(zhuǎn)換電路，用于采集負載回路的電 流，并將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；一 比較電路，系與電流取樣及轉(zhuǎn)換電路電連接，用于接 收電流取樣檢測電路的電壓信號，并與設(shè)定電壓進行比較，以輸出一電平信號；一單片機， 系與比較電路電連接，依據(jù)比較電路的電平信號輸出相應(yīng)工作指令；一報警電路，系與單片 機電連接，由該單片機控制該報警電路工作；一觸發(fā)開關(guān)，系與單片機電連接，由該單片機 啟動或關(guān)閉該觸發(fā)開關(guān)；一繼電器，用于切斷負載回路的電源；該繼電器系與觸發(fā)開關(guān)電 連接，并依據(jù)該觸發(fā)開關(guān)啟動或關(guān)閉來控制該繼電器工作；以及一供電電路，以提供上述電 路所需之工作電源。 所述觸發(fā)開關(guān)上連接有一漏電保護電路。 所述繼電器上連接有一 LED指示燈。 所述觸發(fā)開關(guān)為可控硅或三極管。 所述供電電路包括第一電源電路及第二電源電路，該第一電源電路與單片機連 接，以供單片機及比較電路提供電源；該第二電源電路與繼電器連接，以供繼電器動作提供 驅(qū)動電源。 所述電流取樣及轉(zhuǎn)換電路系由取樣電路及信號處理電路構(gòu)成，該取樣電路包括取 樣電阻R0、鉗位二極管D6D7、ZJB繼電器常閉觸點；該信號處理電路包括運算放大器U1A、分 壓電阻R9R10、信號整流二極管D5、濾波電容C8，以將取樣電路采集到的電流信號經(jīng)信號處 理電路轉(zhuǎn)換成電壓信號；所述比較電路包括可調(diào)電阻VR、分壓電阻R12、R13、R14以及運算 放大器U1B，所述信號處理電路通過該可調(diào)電阻VR和分壓電阻R12接到運算放大器U1B的
3同相端5腳上，由調(diào)節(jié)電阻VR接入電路來改變U1B上5腳的輸入電壓，U1B的反相輸入端6 腳由電阻R14和R13進行分壓提供一個基準電壓，其中利用U1B的5腳與6腳電壓進行比 較，以輸出一電平信號至單片機中，由該單片機處理后輸出相應(yīng)工作指令控制報警電路及 觸發(fā)開關(guān)的工作。 所述第一電源電路由降壓電容C1、泄放電阻R1、整流二極管D2、穩(wěn)壓二極管DZ、濾
波電容C3、三端穩(wěn)壓塊Q2組成，該三端穩(wěn)壓塊Q2的輸出端接濾波電容C6和C5。 所述第二電源電路由整流二極管D3、限流電阻R2、濾波電容C2組成，電容C2的正
極為交直流轉(zhuǎn)換電路的正輸出端；交流電壓經(jīng)過整流二極管D2整流后，再經(jīng)過限流電阻R2
降壓，輸出一個低的直流電壓，經(jīng)過電容C2濾波和儲能，使電容C2兩端積蓄了一個相對平
穩(wěn)的直流電壓。 本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)而言，其優(yōu)點在于通過電流取樣及轉(zhuǎn)換電路向比較電 路中輸送實時電壓信號，經(jīng)比較電路處理后輸出高電平信號或低電平信號至單片機中，而 單片機可根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的程式可人性化控制報警電路及觸發(fā)開關(guān)的工作狀態(tài)，并且采用單 片機取代傳統(tǒng)電子元器件組成的控制電路，可有效地縮小產(chǎn)品體積，也能達到多元化設(shè)計， 以滿足市場之需求。

圖1是本實用新型電路框圖； 圖2是本實用新型具體電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。 如圖1所示，一種帶報警的智能限電器，包括電流取樣及轉(zhuǎn)換電路1、比較電路2、 單片機3、報警電路4、可控硅5、繼電器6及供電電路7，本實施例系以可控硅作為觸發(fā)開關(guān) 進行說明，當然還可以是三極管，在此不加予限制，其中 所述電流取樣及轉(zhuǎn)換電路1用于采集負載回路的電流，并將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓 信號；該比較電路2系與電流取樣及轉(zhuǎn)換電路1電連接，用于接收電流取樣檢測電路1的電 壓信號，并與設(shè)定電壓進行比較，以輸出一電平信號；該單片機3內(nèi)根據(jù)需要，預(yù)設(shè)有不同 控制程式，其系與比較電路2電連接，依據(jù)比較電路2的電平信號輸出相應(yīng)工作指令；所述 報警電路4及可控硅5連接在該單片機3上，由該單片機3根據(jù)比較電路2輸出的電平信 號來控制該報警電路4和可控硅5的工作；該繼電器6用于切斷負載回路的電源，系與可控 硅5電連接，其依據(jù)該可控硅5啟動或關(guān)閉來控制該繼電器6工作，在可控硅5上連接有一 漏電保護電路8，當負載回路產(chǎn)生漏電時，直接驅(qū)動可控硅5，控制繼電器6關(guān)閉負載電源； 在繼電器6上連接有一 LED指示燈9，當斷電器6通電工作后關(guān)閉負載電源時，該LED指示 燈9會亮起來；所述供電電路7用以提供上述電路所需之工作電源，所述供電電路10包括 第一 電源電路71及第二電源電路72，該第一 電源電路71與單片機3連接，以供單片機3及 比較電路2提供電源；該第二電源電路72與繼電器6連接，以供繼電器6動作提供驅(qū)動電 源。 為使清楚了解單片機人性化控制，現(xiàn)舉例進行說明，其一做法是當比較電路2輸出一個高電平時，單片機3可根據(jù)程式輸出一個指令使報警電路4工作，發(fā)出警報聲并開始 計時，并且不同時檢測比較電路是否一直為高電平，如果在設(shè)定的時間內(nèi)，比較電路2輸出 由高電平變?yōu)榈碗娖?，則單片機3會輸出一個指令讓報警電路4停止工作；如果在設(shè)定時間 內(nèi)比較電路2 —直是輸出高電平，則到了設(shè)定的時間后，單片機3輸出一個指令讓可控硅5 導(dǎo)通驅(qū)動繼電器6，繼電器6切斷負載主回路的電源，對負載停止供電，同時LED指示燈9工 作讓LED指示燈常亮。其二做法是當比較電路2輸出一個高電平時，單片機3輸出一個指 令使報警電路4工作，發(fā)出警報聲并開始計時，同時輸出一個指令讓可控硅5導(dǎo)通驅(qū)動繼電 器6，繼電器6切斷負載主回路的電源，對負載停止供電，過一定時間后，單片機3輸出一個 指令關(guān)閉可控硅5，讓繼電器6恢復(fù)常態(tài)，負載正常供電，如果比較電路2還是輸出一個高 電平的話，單片機3輸出一個指令使定時報警電路4工作，發(fā)出警報聲并開始計時，同時輸 出一個指令讓可控硅5導(dǎo)通驅(qū)動繼電器6，繼電器6切斷負載主回路的電源，對負載停止供 電，過一定時間后，單片機3輸出一個指令關(guān)閉可控硅5，讓繼電器5恢復(fù)常態(tài)，負載正常供 電，如此循環(huán)，當?shù)竭_設(shè)定的時間后，就不一再作上述的循環(huán)，直接關(guān)閉負載的供電電源，如 果在循環(huán)過程中，檢測到比較電路2輸出低電平時，負載正常供電，同時關(guān)閉報警。如此能 能形成上述兩種工作態(tài)勢，其與單片機內(nèi)設(shè)程式有關(guān)，所以采用單片機控制較為人性化，其 程式可根據(jù)需求進行不同編程設(shè)計，在此不加予詳述。 再結(jié)合圖2所示，所述電流取樣及轉(zhuǎn)換電路1系由取樣電路11及信號處理電路12 構(gòu)成，該取樣電路11包括取樣電阻R0、鉗位二極管D6D7、ZJB繼電器常閉觸點；該信號處理 電路12包括運算放大器U1A、分壓電阻R9R10、信號整流二極管D5、濾波電容C8，以將取樣 電路11采集到的電流信號經(jīng)信號處理電路12轉(zhuǎn)換成電壓信號；所述比較電路2包括可調(diào) 電阻VR、分壓電阻R12、R13、R14以及運算放大器U1B，所述信號處理電路12通過該可調(diào)電 阻VR和分壓電阻R12接到運算放大器U1B的同相端5腳上，由調(diào)節(jié)電阻VR接入電路來改 變U1B上5腳的輸入電壓，U1B的反相輸入端6腳由電阻R14和R13進行分壓提供一個基準 電壓，其中利用U1B的5腳與6腳電壓進行比較，以輸出一電平信號至單片機U2中，由該單 片機U2處理后輸出相應(yīng)工作指令控制報警電路及可控硅Ql的工作。當輸入單片機U2中 為高平信號時工作態(tài)勢可參閱上面描述，在此不加予贅述。所述第一電源電路71由降壓電 容Cl、泄放電阻Rl、整流二極管D2、穩(wěn)壓二極管DZ、濾波電容C3、三端穩(wěn)壓塊Q2組成，該三 端穩(wěn)壓塊Q2的輸出端接濾波電容C6和C5。所述第二電源電路72由整流二極管D3、限流 電阻R2、濾波電容C2組成，電容C2的正極為交直流轉(zhuǎn)換電路的正輸出端；交流電壓經(jīng)過整 流二極管D2整流后，再經(jīng)過限流電阻R2降壓，輸出 一個低的直流電壓，經(jīng)過電容C2濾波和 儲能，使電容C2兩端積蓄了一個相對平穩(wěn)的直流電壓，當可控硅導(dǎo)通后，直流電壓經(jīng)限流 電阻R2、整流二極管D2加在繼電器上，使整個電路結(jié)構(gòu)更得更加簡單化。 本實用新型設(shè)計重點在于通過電流取樣及轉(zhuǎn)換電路向比較電路中輸送實時電壓 信號，經(jīng)比較電路處理后輸出高電平信號或低電平信號至單片機中，而單片機可根據(jù)其內(nèi) 預(yù)設(shè)的程式可人性化控制報警電路及觸發(fā)開關(guān)的工作狀態(tài)，并且采用單片機取代傳統(tǒng)電子 元器件組成的控制電路，可有效地縮小產(chǎn)品體積，也能達到多元化設(shè)計，以滿足市場之需 求。 以上所述，僅是本實用新型較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術(shù)范圍作任 何限制，故凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種帶報警的智能限電器，其特征在于包括一電流取樣及轉(zhuǎn)換電路，用于采集負載回路的電流，并將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；一比較電路，系與電流取樣及轉(zhuǎn)換電路電連接，用于接收電流取樣檢測電路的電壓信號，并與設(shè)定電壓進行比較，以輸出一電平信號；一單片機，系與比較電路電連接，依據(jù)比較電路的電平信號輸出相應(yīng)工作指令；一報警電路，系與單片機電連接，由該單片機控制該報警電路工作；一觸發(fā)開關(guān)，系與單片機電連接，由該單片機啟動或關(guān)閉該觸發(fā)開關(guān)；一繼電器，用于切斷負載回路的電源；該繼電器系與觸發(fā)開關(guān)電連接，并依據(jù)該觸發(fā)開關(guān)啟動或關(guān)閉來控制該繼電器工作；以及一供電電路，以提供上述電路所需之工作電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述觸發(fā)開關(guān)上連接有一 漏電保護電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述繼電器上連接有一LED 指示燈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述供電電路包括第一電 源電路及第二電源電路，該第一電源電路與單片機連接，以供單片機及比較電路提供電源； 該第二電源電路與繼電器連接，以供繼電器動作提供驅(qū)動電源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述觸發(fā)開關(guān)為可控硅或三極管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述電流取樣及轉(zhuǎn)換電路系由取樣電路及信號處理電路構(gòu)成，該取樣電路包括取樣電阻RO、鉗位二極管D6D7、ZJB繼 電器常閉觸點；該信號處理電路包括運算放大器U1A、分壓電阻R9R10、信號整流二極管D5、 濾波電容C8，以將取樣電路采集到的電流信號經(jīng)信號處理電路轉(zhuǎn)換成電壓信號；所述比較 電路包括可調(diào)電阻VR、分壓電阻R12、 R13、 R14以及運算放大器U1B，所述信號處理電路通 過該可調(diào)電阻VR和分壓電阻R12接到運算放大器U1B的同相端5腳上，由調(diào)節(jié)電阻VR接 入電路來改變U1B上5腳的輸入電壓，U1B的反相輸入端6腳由電阻R14和R13進行分壓 提供一個基準電壓，其中利用U1B的5腳與6腳電壓進行比較，以輸出一電平信號至單片機 中，由該單片機處理后輸出相應(yīng)工作指令控制報警電路及觸發(fā)開關(guān)的工作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述第一電源電路由降壓 電容Cl、泄放電阻Rl、整流二極管D2、穩(wěn)壓二極管DZ、濾波電容C3、三端穩(wěn)壓塊Q2組成，該 三端穩(wěn)壓塊Q2的輸出端接濾波電容C6和C5。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述帶報警的智能限電器，其特征在于所述第二電源電路由整流 二極管D3、限流電阻R2、濾波電容C2組成，電容C2的正極為交直流轉(zhuǎn)換電路的正輸出端； 交流電壓經(jīng)過整流二極管D2整流后，再經(jīng)過限流電阻R2降壓，輸出一個低的直流電壓，經(jīng) 過電容C2濾波和儲能使電容C2兩端積蓄了一個相對平穩(wěn)的直流電壓。
專利摘要本實用新型涉及一種帶報警的智能限電器，包括電流取樣及轉(zhuǎn)換電路、比較電路、單片機、報警電路、可控硅、繼電器以及供電電路，其中通過電流取樣及轉(zhuǎn)換電路向比較電路中輸送實時電壓信號，經(jīng)比較電路處理后輸出高電平信號或低電平信號至單片機中，而單片機可根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的程式可人性化控制報警電路及觸發(fā)開關(guān)的工作狀態(tài)，并且采用單片機取代傳統(tǒng)電子元器件組成的控制電路，可有效地縮小產(chǎn)品體積，也能達到多元化設(shè)計，以滿足市場之需求。
文檔編號H02H3/08GK201466664SQ20092006052
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者常田豐, 李世碧 申請人:李世碧;常田豐